با اینکه کاربرد های شیر توپی و شیر پروانه ای مشابه هم هستند، اما با یکدیگر تفاوت های کلیدی دارند. شیرهای توپی ویژگی های قطع بهتری را در کاربردهای فشار بالا ارائه می دهند. شیرهای پروانه ای به یک طرح متعادل کننده فشار برای تنظیم جریان نیاز دارند. این باعث می شود این شیرها برای فعالیت های مختلف مناسب تر باشند.
هر دو نوع شیر می توانند جریان را در کاربردهای مختلف کنترل کنند. شیرهای توپی می توانند فشارها و دماهای بالا را تحمل کنند، در حالی که شیرهای پروانه ای معمولاً در فشارها و دماهای پایین تر عمل می کنند.
هر دو شیر برای کارکردن در کنترل های متناسب و روشن و خاموش طراحی شده اند، اما شیرهای توپی معمولاً در تنظیم جریان بهتر عمل می کنند. علاوه بر این، شیرهای پروانه ای فقط دو پورت دارند، در حالی که شیرهای توپی می توانند چندین پورت داشته باشند.
اگر می خواهید در مورد تفاوت شیر توپی و شیر پروانه ای بیشتر بدانید، این مقاله را بخوانید.
شیر پروانه ای
یک شیر پروانه ای دارای یک دیسک (E) است که توسط یک اهرم یا چرخ دستی (A) هدایت می شود. هنگامی که بسته می شود، دیسک عمود بر جهت جریان لوله است. یک مهر و موم (F) که درون بدنه سوپاپ (D) قرار می گیرد، بسته شدن محکم با دیسک سوپاپ را تضمین می کند. یک رابطه خطی نزدیک بین موقعیت ساقه شیر پروانه ای (C) و سرعت جریان وجود دارد. شیر پروانه ای را می توان به صورت دستی، الکتریکی یا پنوماتیک کنترل کرد.
در قطرهای بزرگتر، شیرهای پروانه ای معمولاً ارزان تر از شیرهای توپی در نظر گرفته می شوند. آنها کمترین تعداد قطعات را دارند و نسبتاً سبک وزن هستند و به پشتیبانی کمتری نیاز دارند. مزیت وزنی شیرهای پروانه ای نسبت به شیرهای توپی می تواند در قطر لوله های بزرگتر قابل توجه باشد. احتمال نشتی در اختلاف فشار بالا بین دو طرف دیسک شیر پروانه ای و آب بندی در مقایسه با شیر توپی بیشتر است. همچنین، در کاربردهایی با قطر لولههای بزرگ، این اختلاف فشار بالا، باز کردن شیر را دشوار میکند، در نتیجه نیاز به یک شیر بای پس برای متعادل کردن فشار دو طرف قبل از باز شدن شیر است.
یک افت فشار در سراسر شیر پروانه ای وجود دارد زیرا حتی در صورت باز بودن کامل، دیسک در داخل جریان باقی می ماند. این امر مانع استفاده از شیرهای پروانهای در جریانهای فرآیندی ،مانند صنعت نفت و گاز، میشود. شیرهای پروانه ای معمولاً دریچه های ON/OFF هستند و برای کنترل دقیق جریان سیال مناسب نیستند.
شیر توپی
یک شیر توپی دارای یک توپ کروی توخالی (F) است که در یک یا هر دو انتها می چرخد. انتهای بالای توپ به یک شفت (C) متصل است که توسط یک دسته (A) می چرخد تا موقعیت سوپاپ را برای باز یا بسته شدن تغییر دهد. هنگامی که به طور کامل باز است، سوراخ در توپ به موازات جهت جریان لوله قرار دارد. توپ روی یک نشیمنگاه (E) در داخل بدنه سوپاپ (G) قرار دارد. شیر توپی را می توان به صورت دستی، الکتریکی و پنوماتیک کنترل کرد.
شیرهای توپی همچنین می توانند جهت جریان سه طرفه یا چهار طرفه در سوراخ T یا L شکل داشته باشند. سوراخ در یک شیر توپی می تواند از اندازه کوچکتر از قطر لوله (درگاه کاهش یافته یا سوراخ کاهش یافته)، اندازه ای برابر با قطر لوله (درگاه کامل) یا طراحی پورت V متفاوت باشد. طراحی توپ بر ویژگی های جریان تأثیر می گذارد. یک شیر توپی می تواند افت فشار در سراسر یک شیر توپی پورت کاهش یافته یا افت فشار تقریباً صفر در یک شیر توپی کامل داشته باشد، در حالی که طراحی پورت V برای کنترل جریان پایدار ایده آل است.
برخلاف شیرهای پروانه ای، شیرهای توپی در صورت بسته شدن کامل نشتی صفر دارند. فشار سیال در بالادست سوپاپ، توپ را به مهر و موم فشار می دهد و موقعیت قطعی مثبت را تضمین می کند. شیرهای توپی به راحتی با اختلاف فشار بالا در دو طرف شیر باز می شوند و بنابراین نیازی به بای پس متعادل کننده فشار ندارند.
اگر در حال مقایسه دو نوع شیر برای کنترل جریان هستید، متوجه خواهید شد که شیر پروانه ای مزایای زیادی دارد. اتصال بدون فلنج آن اجازه می دهد تا مقرون به صرفه تر از شیر توپی باشد. همچنین کمتر مستعد خوردگی است. این یک نکته کلیدی هنگام مقایسه شیرهای پروانه ای با شیرهای توپی است. هر دو کاربردهای زیادی دارند، بنابراین مطمئن شوید که به چه چیزی نیاز دارید.
وقتی صحبت از اندازه به میان میآید، شیر پروانهای نسبتاً سبک است و میتوان آن را در فضای کوچکتری نصب کرد. از طرفی شیر توپی سنگین است و برای نصب نیاز به فضای بیشتری دارد. با این حال، در حالی که شیر پروانه ای مستعد نشتی است، شیر توپی مهر و موم محکم و نشتی صفر را ارائه می دهد. در حالی که شیرهای توپی معمولاً برای کاربردهای کوچکتر ترجیح داده می شوند، می توان از آنها برای کاربردهای فشار بالا استفاده کرد. دومی مزیت نشتی کم را دارد اما تمیز کردن آن سخت است.
چه چیزی باعث می شود شیرهای پروانه ای و توپی قابل مقایسه باشند؟
از نظر مکانیسم های عملکرد، هر دو شیر بدون شک ساده ترین انواع شیرهای موجود هستند. آنها به طور گسترده در کاربردهای خانگی، تجاری و صنعتی برای کنترل جریان سیالات در طیف گسترده ای از دما و فشار استفاده می شوند. آنها شیر های چرخشی یک چهارم چرخشی هستند (چرخش 90 درجه از کاملا بسته به کاملا باز). هر دو نوع شیر را می توان به صورت دستی، با یک محرک الکتریکی یا با یک محرک پنوماتیک کنترل کرد. شیرهای پروانه ای و توپی نسبتاً ارزان، نگهداری آسان، قابل اعتماد و طول عمر بیشتری نسبت به انواع دیگر شیرها دارند.
این شباهت ها به این معنی نیست که این شیرها در همه عملکردهای فرآیند قابل تعویض هستند. درعوض، پیشنهاد و تأیید می کند که چرا ما باید به ویژگی های شیرها نگاه دقیق تری داشته باشیم و برای چه کاربردهایی باید از هر شیر استفاده کنیم.
مزایا و معایب
اگرچه شیرهای پروانه ای و شیر های توپی شباهت هایی با یکدیگر دارند، اما تفاوت های مشخصی دارند که ممکن است در کاربردهای خاص نسبت به دیگری برتری داشته باشند. در زیر مقایسه ای وجود دارد که ویژگی های شیر هر یک از شیرها و مزیت آنها را در برابر دیگری نشان می دهد.
معیارهای انتخاب
معیارهای زیر را می توان قبل از انتخاب بین شیر پروانه ای و شیر توپی در نظر گرفت:
کاربرد: شیرهای پروانه ای معمولاً در فرآیندهای مبتنی بر آب مانند فاضلاب، تولید آبجو و نوشابه و غیره استفاده می شوند. آنها در صنایع شیمیایی، کشاورزی، تصفیه خانه های زباله و صنایع غذایی به این دلیل که تمیز کردن آنها آسان است، تا حدی محبوب هستند. شیرهای توپی می توانند هم مایع و هم گازها را با برخی ذرات جامد (دوغاب) تحمل کنند. آنها در کارخانه های فرآیند، نیروگاه ها، پالایش نفت، اکتشاف نفت و گاز رایج هستند زیرا می توان آنها را برای تمیز کردن استفاده کرد.
ظرفیت جریان: شیرهای پروانه ای می توانند ظرفیت جریان بیشتری را فراهم کنند زیرا به راحتی در قطر لوله بزرگتر از شیر توپی در دسترس هستند.
آب بندی: شیرهای توپی در کاربردهای فرآیندی که نیاز به نشتی صفر در هنگام خاموش شدن دارند، مهر و موم محکمی ایجاد می کنند.
شرایط عملکرد: شیرهای توپی می توانند تا 1000 بار و 400 درجه سانتیگراد کار کنند. شیرهای پروانه ای معمولاً در فشار کمتر (کمتر از 50 بار) و دمای (کمتر از 250 درجه سانتیگراد) کار می کنند.
تنظیم جریان: هر دو نوع شیر را می توان برای کنترل روشن/خاموش و کنترل تناسبی استفاده کرد، اما شیرهای توپی به دلیل تنظیم بهتر جریان معمولاً برای تناسبی استفاده می شوند.
پورت ها: یک شیر پروانه ای فقط می تواند دو پورت داشته باشد، در حالی که یک شیر توپی می تواند بیش از دو پورت داشته باشد.
نتیجه
در بحث شیرآلات صنعتی درک خوب الزامات فرآیند و ویژگی های شیر پروانه ای در مقابل شیر توپی به انتخاب شیر صحیح کمک می کند. الزامات فرآیندی متعدد مانند فشار عملیاتی، دقت کنترل، و نوع سیال باید در نظر گرفته شود و شیری را که مناسبتر است را مشخص میکند. در برخی کاربردها، هر دو شیر ممکن است کافی باشند و انتخاب ممکن است بین هزینه و قابلیت نگهداری شیرها باشد. در کاربردهای دیگر، قطر لوله ممکن است تنها پارامتری باشد که تصمیم میگیرد کدام شیر را میتوان استفاده کرد. برای دریافت مشاوره بهتر حتما با کارشناسان مجموعه پترو صنعت کاوه تماس حاصل فرمایید.